Nové pozorovania z Vesmírneho teleskopu Jamesa Webba (JWST) pravdepodobne zachytili podpis prvých hviezd vo vesmíre. Astronómovia tak možno konečne objavili najstaršiu, úplne prvú generáciu hviezd.
Tieto jasné obry vznikli z prapôvodnej zmesi vodíka a hélia, ktorá zapĺňala novonarodený vesmír, najviac niekoľko stoviek miliónov rokov po veľkom tresku. Keď ukončili svoje krátke životy po gigantických explóziách supernov, obohatili medzihviezdny priestor o ťažšie prvky vytvorené v ich jadrách.
Ďaleká bohyňa mladosti
V dôsledku explózií prvej generácie hviezd obsahujú neskoršie generácie hviezd vždy aspoň malé množstvo prvkov, ako sú uhlík a kyslík. Roberto Maiolino z Univerzity v Cambridgei a jeho kolegovia teraz tvrdia, že sa im pomocou citlivého blízkoinfračerveného spektrografu na Vesmírnom teleskope Jamesa Webba podarilo objaviť túto prvú generáciu hviezd, nazývanú populácia III, v malej protogalaxii pozorovanej 400 miliónov rokov po veľkom tresku. Malá, nepravidelná oblasť plynu, vzdialená asi 10-tisíc svetelných rokov od oveľa jasnejšej ranej galaxie GN-z11, sa zdá byť bez akýchkoľvek ťažkých prvkov. JWST zaznamenal iba emisie ionizovaného hélia a excitovaných atómov vodíka (táto séria spektrálnych čiar sa označuje ako Balmerova séria). Tím vedcov objekt nazval Hebe, čo je skratka pre Helium Balmer Emitter; zároveň bola Hebe v gréckej mytológii bohyňou mladosti.
V troch článkoch publikovaných na astronomickom serveri arXiv vedci tvrdia, že jedinými realistickými kandidátmi na ionizáciu okolitého plynu sú horúce hmotné hviezdy. Keďže Hebe neobsahuje ťažké prvky, tieto hviezdy museli vzniknúť z rovnakého pôvodného materiálu. Jediné modely, ktoré sú v súlade s pozorovaniami, zahŕňajú hviezdy populácie III, píšu výskumníci. Štúdium hviezd populácie III je dôležité pre pochopenie raného vývoja a obohacovania vesmíru o ťažšie chemické prvky, ako aj pre nahliadnutie do procesu vzniku prvých čiernych dier po výbuchoch veľmi hmotných hviezd.
Prečo ich nevidíme?
Prečo však nemôžeme vidieť samotné prvé hviezdy? Ako vysvetľuje R. Maiolino, hviezdy populácie III produkujú najmä extrémne ultrafialové žiarenie. Takéto krátke vlnové dĺžky pri vysokom červenom posune nemôžeme pozorovať pre absorpciu v medzigalaktickom prostredí. Inými slovami, molekuly plynu medzi nami a vzdialenou galaxiou pohltia väčšinu ultrafialových fotónov, takže len málo z nich dorazí až k ďalekohľadom na Zemi.
Podľa Simona Glovera z Univerzity v Heidelbergu v Nemecku môže detekcia žiarenia hviezd v širokom rozsahu krátkych, vysokoenergetických vlnových dĺžok vyžadovať snímky s vyššou limitnou jasnosťou, teda schopné zachytiť ešte slabšie objekty, než aké sú zatiaľ dostupné. Keďže priame odhalenie systému, v ktorom dominujú hviezdy populácie III, je veľmi dôležité, je prirodzené požadovať vysokú úroveň dôkazov. Závery jeho kolegov ho zatiaľ úplne nepresvedčili. Interpretácia s hviezdami populácie III je najpravdepodobnejšia, ale nemyslím si, že je to úplne uzavreté, hovorí. V tejto oblasti už bolo viacero zdanlivo prelomových výsledkov, ktoré sa nepotvrdili, keď pribudli ďalšie údaje. R. Maiolino a jeho kolegovia však píšu: Hebe predstavuje jeden z najpresvedčivejších dôkazov existencie hviezd populácie III v ranom vesmíre.
Autor článku: RNDr. Zdeněk Komárek
Viac takýchto článkov a exkluzívneho obsahu môžete získať vďaka predplatnému.
Máte predplatné?
Prihlásiť sa